Más de un símbolo tras tu aparición, las ideas de la mecánica médica generan resultados sorprendentes. Entre ellos, el cálculo cuántico, que promete situarse entre los expertos informáticos más poderosos, ocupará un lugar apartado. Pero para poder utilizarlo de forma eficaz, estos diseños se enfrentan a una seria dificultad: su función es extremadamente sensible al ruido, hasta el punto de que es imposible realizar cálculos complejos. Las matemáticas permiten describir este fenómeno y mejorar los algoritmos actuales, a partir de resultados recientes.
Ruido aparece debido a la interacción del sistema con el dispositivo, y la temperatura hace que los átomos se vuelvan aleatorios. Este es el efecto de sobornar los estados de los codos, la unidad básica del proceso de información del ordenador cuántico. Esto introduce errores que se propagan cuando se ejecutan algoritmos complejos, quitando todo el potencial computacional que a priori Puedes proponer esta nueva forma de cálculo.
Ante este problema, las opciones más obvias son reducir la temperatura de funcionamiento al límite posible o construir procesadores cuánticos con mayor inmunidad contra el runoff. Sin embargo, debido a los esfuerzos realizados en estas dos vías, la tecnología actual parece haberse fundamentado en estos estudios. Aquí es donde se encuentran las matemáticas, y específicamente el álgebra compleja, que representa un artículo crucial. En primer lugar, modelemos los procesos que tienen lugar en los ordenadores cuánticos y analicemos el ruido. Además, las conclusiones de estos estudios permiten diseñar algoritmos más robustos que den resultados aceptables en presencia de ruido.
El ruido fue modelado a través de canales cuánticoseso Describe cómo se propaga la información en un algoritmo de precisión media ejecutado por un programador. Estos son canales un conjunto de operaciones matemáticas que interactúan con los estados de salud modificados del sistema. Por ejemplo, el canal de amplitud producir una reducción de energía en un estado climático –similar a la fricción que frena todo movimiento–, mientras que el canal de fase representa la pérdida de información causada por cambiar una combinación de estados a otra diferencia. El resultado de esta formulación es un conjunto de ecuaciones que describen cómo se propagan y acumulan los errores en un sistema de salud. Esto también permite identificar fuentes actuales y diseñar algoritmos de corrección de errores en tiempo real.
Los códigos correctores de errores son análogos a la letra que aparece al final del documento nacional de identidad español, y permiten detectar y corregir la aparición de un dígito erróneo en el mismo. En el contexto del ruido cuántico, estos códigos se describen en términos de las matrices unitarias de Pauli. Estas transformaciones alteran una estructura redundante y codificada para la información cuántica inicial al distribuir copias de esta información en múltiples cubos, comúnmente conocidos como bloques de código. Estos códigos permiten la detección de errores al identificar discrepancias entre la información original y el almacenamiento en los bloques de código. Además, una vez que se detecta un error en el estado cuántico, es posible aplicar operaciones de corrección específicas basadas en operadores de Pauli. Estas operaciones ayudan a restaurar los efectos de errores ocasionales y restauran inmediatamente los codos a su estado correcto.
Además de la intención de mitigar o corregir el ruido cuántico, recientemente se han propuesto métodos que demuestran una forma beneficiosa del ruido, que ofrece resultados superiores en la reducción del ruido. Concretamente, se ha demostrado que algoritmos determinados para el aprendizaje automático, como el nominativo cálculo del depósito cuánticosu capacidad para aprovechar el ruido de manera estratégica.
Este algoritmo utiliza circuitos cuánticos para extraer información relevante que está oculta en un conjunto de datos de entrada. Luego, esta información se procesa mediante un algoritmo de aprendizaje automático encargado de generar predicciones precisas. El circuito cuántico en cuestión, que generalmente está compuesto por una secuencia de puertas cuánticas y cubos interconectados de forma aleatoria, funciona como una memoria temporal. Estos circuitos utilizan propiedades intrínsecas de la mecánica culinaria, como la estratificación y el entrelazado, para explorar múltiples transformaciones clínicas potenciales simultáneamente. Este proceso facilita la extracción eficiente de información relevante, fundamental para la ejecución del algoritmo.
La ventaja de este algoritmo es radical en su capacidad para probar el ruido inherente al circuito de forma estratégica. En este contexto, el ruido introduce una mayor variabilidad en el algoritmo, proporcionando su capacidad para extraer información completa sobre los datos de entrada. Como resultado, la calidad y precisión de las predicciones finales generadas son mejores. Este estudio, desarrollado en diversos trabajos, ha demostrado su eficacia en una amplia gama de aplicaciones, incluidos los cálculos moleculares, la predicción de series temporales y el diseño de nuevos productos farmacéuticos.
Laia Domingo ella es investigadora predoctoral Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT)
florentino borondo es catedral de la Universidad Autónoma de Madrid
Gabriel-Carlo es investigador en el Comisión Nacional de Energía Atómica en Buenos Aires, Argentina
Café y teoremas Se trata de una sección dedicada a las matemáticas y la formación que se crea, coordinada por el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT), y en la que investigadores y miembros del centro describen los últimos avances en esta disciplina, compartiendo los puntos de encuentro entre las matemáticas y otros aspectos sociales. y expresiones culturales y recepción quienes marcaron su desarrollo y supieron transformar el café en teoremas. El nombre evoca la definición del matemático húngaro Alfred Rényi: “Un matemático es una máquina que transforma el café en teoremas”.
Edición y coordinación: Ágata Timón García-Longoria. Es coordinador de la Unidad de Cultura Matemática del Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT)
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